JPS6022909B2 - 掻取管型発酵機を使用する発酵方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は発酵方法、特に掻取管型発酵機を使用する発酵
方法に関するものである。

ある発酵方法は、従来の縄梓槽型発酵機での美施が不可
能であるかまたは効率的な実施が不可能である。

これらの発酵方法の一つは二次新陳代謝産物、例ええば
その産物形成が微生物の生長より遅れる細胞外酵素の連
続生産におけるものである。すなわち、この例では装置
を通して液体の栓流を行う発酵機は、論的には混合流を
行う発酵機より高い生産性を与えるとする。これらの発
酵方法の他のものとしては微生物生長、特に糸状微生物
、新陳代謝重合産物または固形物の微生物的退化におい
てみられるような煤質、特別物質の生長から起るような
固形物の発酵機器壁への連続堆積をもたらすものがある
。

なお、その他のものとしては大きな糸状生長または煤質
膜面生長のようにはかび鷹梓条件のみを必要とするのが
ある。管、容器等を通じた物質の栓流においては、個々
の物質の流れの縦方向では混合しないので、お互に隔離
されていると考えてよい。

このことは生産にかかわる物質が完全に容器を通じて混
合する従来の磯洋槽発酵機の混合流方式とは完全な対称
をなす。本発明の目的は、生長に基質を利用しうる微生
物による基質の発酵方法を提供するにあり、またその方
法は中空無隔室管を通じ基質および微生物を含む発酵煤
質を運搬し、管を通じた発酵煤質の運搬の間微生物によ
る基質の発酵を行い、またその間管の内壁の掻取りを行
うものである。

本発明については以下添付図に基づいて説明する。

まず、第１図の実施例について説明すれば、発酵機１０
はほぼ水平の発酵機軸に取付けられた管１２を有し、一
端に入口１４、他端に出口１６を備えている。

管式発酵機１０の内部をさらに説明すれば、その鼠方向
に如何なる構造にも適用できるモーター２０により、管
の中に回転用として取付けた軸１８がある。

スベーサ−懐２２は平行体をなして軸１８に取付けられ
、一諸に回転するよう軸１８に遊星運動装置様式に配置
されている。機械的安定を得るために、軸１８は所望の
数のスベーサー榛２２を取付けることができる。第一管
２４は、スベーサー棒２２に対し螺旋状に巻付けられて
おり、多数の穴２６がその長さに沿って開けられ、管１
２の中の管２８を介し管２４に供給されるガスを排出で
きる。

窒素等のガスは煤質の半径方向混合を行うのに用いるが
、空気または分子状酸素を含む他のガスの場合は、半径
方向混合および発酵嬢質の空気混合を行うのに用いる。
第一管２４はつる巻線の半径方向外側端が、管１２の内
壁に接触するように配置されている。第二管３川ままた
、管２４により形成されるっる巻線に対し思いのままの
状態でスベーサー棒２２に対し螺旋状に巻きつけられる
。

第二管３０は、管１２中の発酵媒質用恒温制御煤質とし
て作用する管３０を介する液の通路用液供給管３２と運
通する。第二管３０はっる巻線の半径方向外側端が管１
２の内壁と係合するように配置されている。

多数のガス抜き閉口３４が、その長さに沿い都合のよい
間隔で管１２の中に取付けられており「管１２からのガ
スを排出できる。操作において、管１２は部分的に発酵
煤質で満たされて、その煤質の上に流出ガスが貯まるこ
とができるようにしてもよい。

この流出ガスは必要に応じガス抜き３４を介し抜かれる
。モーター２０により軸１８は回動し、それによってス
ベーサー榛２２および静止管１２の中の管２４および３
０が回動する。

管２４および３０により形成されるつる巻線は、集電環
または他の適当な装置により回動し、その掻取作用によ
って出口に向って管１２の内壁上に堆積している生長細
胞あるいは他の固形物を移動さす。

これらのつる巻線はまた、静止管１２に沿って媒質要素
間の部分的凝離をもたらす。軸１８の速度は、媒質の軸
方向流れをひどく乱さない程度にゆっくりとした速度で
発酸媒質の流れと関連し、その結果、煤質は管１２を通
じて桧様形に移動する。好気性発酵においては、管２４
の液中部から液煤質中に排出される空気泡が管１２にお
ける無意味な藤方向混合を含む軸万向流れ様式を引きお
こしやすい。

管２４の液中にない部分からの空気排出は、固形物で詰
まりやすい管穴を清浄にし、煤質表面の空気混合を行い
、炭酸ガスなどの流出ガスを溢出させやすい。必要なら
ば、適当な連結および／または軸１８を高速で回転さす
ことにより、発酵機出口１６から入口１４へ煤質の一部
を再循環さすことにより、壁面堆積物除去操作を行いな
がら発酵機内の混合流状態を促進できる。

第２図および第３図の実施例について説明するが、同じ
部品を示すために同じ参照番号が用いられており、螺旋
状リボン、すなわち、オーガーまたはスクリュー１００
を第１図のコイル状管２４および３川こ代り軸１８に連
結し、それによって管１２に沿って煤質要素間のほぼ全
部の擬離を行う。

軸１８の回転により管１２の壁の掻取を行い、管１２を
通じて栓流状に固体および液体を移動させ、固形物の壁
への堆積を除去した発酵機を供する。また、第１図およ
び第２図に示すように、第１図の構造に具備された掻取
泡発生および熱交換装置は分離されている。したがって
、このスクリュー形掻取機１００にさらに静止穴開撒布
管１０２が底部と同長かつ底部に沿って、また熱交換用
恒温液を供せられる外部ジャケット中にある管１２の中
に設置される。撒布器１０２は、空気または他の適当な
ガスを管１２中の蝶質に半径方向に分布するのに役立つ
。第１図におけると同様に煤質用再循環流が管１２に沿
った中間地点に使用されてもよい。第４図および第５図
の実施例について説明するが、同じ部品を示すために同
じ参照番号が用いられており、可髭性ケーブル２０１に
沿い適当な間隔を置いて固着してある一連の円板２００
からなる運搬装置が螺旋状リボン、すなわち第２図のオ
ーガーまたはスクリュー１００の代りに用いられ管２０
２に沿って物質を移動する。

連続二重ブロック管２０２を、第２図の単ブロック管１
２の代りに用うる。運搬装置２００は適当に動力源と連
結せるギャー２０３により管２０２に沿に移動される。
管２０２の底部に沿い多数のオリフィス２６によりガス
を供給し、また外部ジャケット１０４により熱交換装置
を供聯合するが、両装置共に第２図および第３図のそれ
と類似のものである。本発明の他の重要な応用例として
は、媒質が微生物がその上で成長する如き膜のように管
の内壁に沿って栓流状に移動される糊様形をしている微
生物膜形発酵機としての発酵機の作用に関するものがあ
る。この場合、空気混合を管の中央ブロックを介し、空
気を吹込んで行い、必要ならば、しかも装置は水平状態
でなくともよい。本発明の他の重要な応用例としては、
媒質が微生物がその上で成長する固体または半固体粒の
形状にある転回型発酵機としての発酵機の作用に関する
ものがある。

この場合、固体相発酵方法用空気混合を粒子が管の頂部
まで回転螺旋掻取機により上げられ、そして管の中の空
気空間を通り重力で底部まで落下させられるように粒子
を含む基質の連続転回により行い、しかも、同時に粒子
は管の長さ‘こ沿い栓様流に出口まで移動せられる。必
要ならば、多数の掻取替型発酵機を並列に、直列にまた
は並直列混合で操作できる。以下に、本発明の実施例を
示す。

実施例 １ 第１図の装置を使用すれば、リパーゼはキャンデイダＩ
Ｊポリテイカ変種の酵母培養により形成された。

リパーゼ、すなわち、この培養により生産された細胞外
脂肪退イ坊酵素は異化作用抑制を受ける。第１図の装置
で行ったテストの結果では、酵素生産性が同容量の従来
の鷹梓槽発酵機から得たものに比し非常に高いことがわ
かるが、第１表にその結果を示す。・ 実施例 ２ 第１図の装置における実施例１と同様の培養を使用すれ
ば、従来の蝿梓槽発酵機に対する微生物的ビオマス生産
性の増加が観察されたが、その結果を第２表に示す。

第２表 実施例 ３ 第２図の装置は、従来の麓枠槽型発酵機でおこる醸成長
や基質堆積の操作上の問題を起さず繊維素を真菌、すな
わち、トリコデルマビリデの培養に用いるビオマスに変
換するに使用する。

第３表は、微生物成長、繊維素酵素合成および繊維素基
質退化を適当な稀釈率で行った典型的な結果である。第
３表 したがって、本発明は発酵煤質および／または固体の壁
堆積をしない発酵機の条件および／または利益をもたら
す緩損梓発酵機条件およびこの種の発酵機を使用する発
酵方法に必要な栓流様式を行いうる発酵機を提供する。

発明の範囲内での改良は可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に用いた管式発酵機の概略を
示す正面図、第２図は本発明の他の実施例に用いた改良
管式発酵機の概略を示す正面図、第３図は第２図の線３
一３における断面図、第４図は本発明のさらに他の実施
例に用いた他の改良管式発酵機の概略を示す平面図であ
り、また第５図は第４図の装置の正面図である。 １０・・・・・・発酵機、１２・・・・・・管、１４・
…・・入口、１６……出口、１８……軸、２０……モー
ター、２２・・・・・・スベーサー棒、２４・・・・・
・第一管、２６・・・…穴、２８…管、３０・・・・・
・第二管、３２・・・・・・液供給管、１００・・・・
・・スクリュー形掻取機、１０２・・・・・・撒布管、
１０４・・・・・・ジャケット、２００・・・・・・運
搬装置、２０１…・・・可榛性ケーブル、２０２・・…
・二重ブロック管。 ＦＩＧ．Ｉ ＦＩＧ．２ ＦＩＧ．３ ＦＩＧ．４ ＦＩＧ．５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基質および微生物を含む発酵媒質を中空の無隔室管
   を通して栓流形式に運搬し、管の長手方向に沿い適当な
   間隔を置いて該管中に半径方向よりガス流を供給し、発
   酵媒質の半径方向混合を行う間に、微生物により基質の
   発酵を行ない、またその期間管の内壁の掻取を行なうこ
   とを特徴とする生長用基質利用可能の微生物による基質
   の発酵方法。 ２ 管の内面で作用する掻取装置により管を通して発酵
   媒質を運搬するを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の方法。 ３ らせんコイル，らせんリボン，オーガー，スクリユ
   ーあるいは管壁に殆んど直角に取付けられた一連の円板
   を用いて掻取を行うことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項または第２項に記載の方法。 ４ 半径方向混合に加えて発酵媒質に空気混和を行うべ
   くガス流に酸素を含ましめることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の方法。 ５ 管内の発酵媒質の温度を制御すべく発酵媒質を熱交
   換液と接触させることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項ないし第３項のいずれか一つに記載の方法。 ６ 発酵媒質の一部分を管のあるブロツクからそれより
   先のブロツクへ再循環することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項ないし第５項のいずれか一つに記載の方法。 ７ 入口端から出口端へ管を通じて空気を吹込むことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれ
   か一つに記載の方法。８ 細胞外酵素リパーゼを産出し
   、微生物としてキヤンデイダリポリテイカ酵母変種を用
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第７
   項のいずれか一つに記載の方法。 ９ ミクロビオマスキヤンデイダリポリテイカを産出す
   るを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第８項のい
   ずれか一つに記載の方法。 １０ 発酵媒質は液泥状をなし、その中の基質は固体粒
   状セルロースであり、かつ微生物はかびトリコデルマビ
   リデであることを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
   し第７項のいずれか一つに記載の方法。 １１ 管はほぼ水平に位置されることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項ないし第１０項のいずれか一つに記載
   の方法。